急性加重期慢性阻塞性肺疾病老年患者血清Irisin浓度变化及临床意义

桂菲 石建邦 刘晓峰 华琳 陈千 潘京 薛国辉

(九江市第一人民医院 1检验科，江西 九江 332000；2呼吸内科)

随着环境变化和全球烟草负担加重，慢性阻塞性肺疾病(COPD)已经成为威胁全球公众健康问题，尤其对于老年人群〔1〕。其是以持续进展的气流受限为特征的严重呼吸道疾病，而这种特征主要是由于外界有害颗粒或气体等造成的持续气道慢性炎症诱发的〔2〕。除了肺部炎症，COPD患者常常表现出与COPD严重并发症发病诱因密切相关的全身系统性炎症反应，而这在急性加重期患者中更加明显〔3〕。急性加重期可增加COPD患者的总体发病率和死亡率，严重危害患者生命和生活质量，因此早期诊断治疗显得尤为关键。当前急性加重期COPD(AECOPD)的诊断主要依赖排痰性咳嗽和呼吸困难等临床症状，但这些症状并无特异性，主观性较强，且容易与其他疾病混淆〔4〕。而用于预测AECOPD风险的客观血清标志物甚少，因而发掘AECOPD新的早期诊断和评估预后血清标志物在其诊疗过程中显得意义重大。Irisin是近期发现的新型脂肪因子，起初研究证实其在糖尿病等代谢性疾病中具有重要作用，近期基础研究表明Irisin具有抗炎效应〔5〕。因此，推测血清Irisin在伴随广泛炎症的AECOPD患者中可能存在异常。本研究拟通过检测血清Irisin水平并与临床指标间行相关性分析，探讨Irisin在AECOPD患者中的变化及其作为早期诊断生物标志物的可能性。

1 材料与方法

1.1研究对象 选取2017年5月至2019年3月于九江市第一人民医院呼吸内科和重症监护病房就诊的AECOPD患者58例及呼吸内科就诊的稳定期COPD(SCOPD)患者50例。SCOPD和AECOPD诊断均符合慢性阻塞性肺病全球倡议指南(GOLD)2015年更新版〔6〕。COPD诊断必要条件为存在气流受限；而AECOPD诊断依靠患者临床表现即短期内出现呼吸道症状明显加重，超出日常波动范围，需要更改药物治疗。排除存在肺结核、肿瘤、自身免疫性疾病、间质性肺病或临床症状显著的支气管扩张的病例。同时选取同期年龄、性别及体重指数(BMI)均匹配的健康体检对照者45例。研究对象均由医院肺功能室同一资深人员在同一肺功能仪上完成肺功能检测。COPD患者和健康对照组均排除急慢性感染、糖尿病、活动性肝病或肝功能不全、急慢性肾病或肾功能不全、免疫性疾病、甲状腺功能亢进和(或)甲状腺功能减退及恶性肿瘤等。所有患者及家属签署知情同意书。

1.2血液标本采集及处理 采集所有受试者治疗前清晨空腹静脉血6 ml，其中4 ml于干燥管中3 500 r/min 10 min离心分离血清并于-80℃冰箱保存，用于血清Irisin、白细胞介素(IL)-6和肿瘤坏死因子(TNF)-α测定，其中Irisin、IL-6及TNF-α均采用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定，人Irisin酶联免疫试剂盒(DY9420-05)、人IL-6酶联免疫试剂盒(D6050)及人TNF-α酶联免疫试剂盒(QTA00B)均购自美国R&D公司，所有步骤严格按照试剂盒操作说明书执行。另2 ml于乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝管中，混匀后用于血常规检测。COPD患者于入院当日未吸氧时抽取桡动脉血行动脉血气分析。实验前保证检验仪器室内质量控制合格。

1.3统计学方法 采用SPSS19.0软件进行单因素方差分析、χ2检验、Spearman相关分析、受试者工作特征(ROC)曲线。

2 结 果

2.1研究对象一般资料 AECOPD组、SCOPD组及健康对照组年龄、性别比例及BMI等资料间差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。而WBC在AECOPD组中显著高于SCOPD组及健康对照组(P<0.05)，SCOPD组白细胞计数(WBC)显著高于健康对照组(P<0.05)。AECOPD组氧分压(PaO2)、第1秒用力呼气容积(FEV1)及FEV1/用力肺活量(FVC)均低于SCOPD组，而二氧化碳分压(PaCO2)则高于SCOPD组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 纳入研究对象的一般临床资料

2.2各组血清Irisin、IL-6及TNF-α比较 AECOPD组血清Irisin显著高于SCOPD组和健康对照组(P<0.000 1)。IL-6及TNF-α在AECOPD组中高于SCOPD组和健康对照组，差异均有统计学意义(P<0.05)，见表2。

表2 3组Irisin、IL-6及TNF-α比较

2.3血清Irisin与IL-6、TNF-α及临床参数间的相关性 COPD患者血清Irisin与IL-6(r=-0.571)和TNF-α(r=-0.437)均呈显著负相关关系(P<0.05)，与PaO2(r=0.459)呈明显正相关关系(P<0.05)，而与WBC(r=-0.212)、PaCO2(r=-0.201)、FEV1(r=0.197)及FEV1/FVC(r=0.213)的相关性并不显著。单独分析AECOPD患者血清Irisin与以上指标的关系显示，Irisin与IL-6(r=-0.682)和TNF-α(r=-0.411)亦呈现显著负性相关，与PaO2(r=0.564)间呈显著正相关，而与WBC(r=-0.221)、PaCO2(r=-0.186)、FEV1(r=0.208)及FEV1/FVC(r=0.199)的相关性并不显著。

2.4Irisin、IL-6与TNF-α用于诊断COPD及AECOPD的ROC曲线 ROC曲线结果显示，血清Irisin用于诊断COPD时其曲线下面积(AUC)高达0.913；诊断AECOPD，区分SCOPD和健康人群时候，AUC高达0.880，是较好的诊断标志物。综合评价Irisin、IL-6与TNF-α的诊断性能时发现，无论是区分健康人群和COPD(AUC分别为0.91、0.86和0.81)，还是鉴别AECOPD与SCOPD和健康人群(AUC分别为0.88、0.86和0.08)，血清Irisin的诊断性能均优于IL-6和TNF-α。

3 讨 论

COPD已经成为当下危害全球范围人群，尤其是老年群体健康的严重疾病，其中AECOPD是COPD患者重要临床病程，直接影响COPD患者死亡率和生存情况〔7〕。时下AECOPD诊断手段有限，发掘新的客观的血清学生物标志物成为研究热点。COPD的发病机制尚不明确，但炎症因子扮演重要角色已经得以证实〔8〕。既往研究发现IL-6和TNF-α在COPD患者中异常上调，并与疾病严重程度密切相关，已经成为临床常规检测指标〔9〕。新型脂肪因子Irisin已经在多种炎症性疾病如糖尿病、银屑病、骨关节炎及动脉粥样硬化等中被发现异常表达，并与炎症因子如IL-6、CRP及IL-17等存在相关关系〔10～12〕。以上结果提示Irisin或在COPD尤其是AECOPD患者中发挥一定的生物学效应。

本研究结果表明血清Irisin连同炎症因子IL-6和TNF-α在COPD尤其是AECOPD患者血清中存在异常表达现象，提示这些血清标志物或可成为潜在诊断指标。这与Kureya等〔13〕发现血清Irisin在COPD患者中显著下调结果一致，但该研究并未区分SCOPD和AECOPD患者，且并非针对老年人群，此外亦未评价Irisin的诊断性能。相关性分析发现血清Irisin与参与COPD的重要炎症因子IL-6和TNF-α呈显著相关性，这可能是因为Irisin具有的抗炎效应。正如Mazurbialy等〔14〕研究的结果一样，该研究组发现给予巨噬细胞RAW264.7外源性Irisin刺激，可下调Toll样受体4信号通路蛋白TLR4和髓样分化因子(MyD88)水平，并降低核转录因子κB的磷酸化水平，因而降低了下游如IL-6和TNF-α等促炎细胞因子的分泌。Shao等〔15〕也发现Irisin可通过抑制IL-1β、IL-6、单核细胞趋化蛋白(MCP)-1及TNF-α等细胞因子而减轻脂多糖诱导的急性肺损伤，进一步研究发现这一抑炎效应是通过抑制脂多糖诱导的丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)及核因子(NF)-κB信号通路实现的。表明Irisin在炎症性疾病中可发挥一定的抗炎作用。这也提示血清Irisin在COPD中亦可能是通过抑制炎症因子如本研究中的IL-6和TNF-α等的分泌而发挥抑炎效应的。除了抑炎效应，Irisin在COPD尤其是AECOPD患者中呈现显著低水平可能与COPD发病机制之一的氧化应激存在关联，有研究发现Irisin可抑制机体氧化应激水平〔16，17〕。而低水平Irisin不足以抵抗机体炎症因子且抑制氧化应激。近期有研究发现毒蕈碱受体拮抗剂治疗AECOPD患者可显著提高血清Irisin水平，而毒蕈碱受体拮抗剂的治疗机制之一即可抑制COPD患者氧化应激水平〔18〕。未来有必要进一步设计体外实验探究Irisin在COPD发病中的潜在机制。此外，Irisin已在多种疾病中得以研究证实其作为辅助诊断标志物的价值。Shen等〔19〕研究证实Irisin对于诊断急性心力衰竭具有较好的诊断性能，其AUC可达0.753。在预测2型糖尿病患者合并代谢综合征时Irisin的AUC可高达0.931〔20〕。这与本研究结果类似，ROC曲线显示血清Irisin用于诊断COPD或AECOPD，其AUC均较高，是较好的血清辅助诊断标志物。综合评价Irisin、IL-6与TNF-α的诊断性能时也证实血清Irisin的诊断性能均优于IL-6和TNF-α。

总之，血清Irisin在COPD尤其是AECOPD患者中显著下调，并与炎症因子相关，且对于COPD或AECOPD具有一定的辅助诊断价值。